El condensador de tantalio es un subtipo de condensador electrolítico . Está hecho de tantalio metálico , actuando como un ánodo, cubierto con una capa de óxido aislante. Debido al uso de una fina capa dieléctrica en él, el condensador de tantalio se diferencia de otros condensadores electrolíticos en alta capacidad con el mismo volumen y menos peso. Tiene una alta capacitancia, así como un peso pequeño en comparación con otros capacitores. Los condensadores de tantalio son más caros que los condensadores electrolíticos de aluminio.
Los condensadores de tantalio están polarizados. El voltaje inverso inicia el proceso de destrucción en ellos. Los condensadores no polares (bipolares) se fabrican conectando dos condensadores polares en serie. [una]
Los condensadores electrolíticos se basan en la capacidad de ciertos metales especiales para formar una fina capa aislante. La aplicación de voltaje a un ánodo de tantalio en un baño electrolítico forma una capa dieléctrica de óxido cuyo espesor es proporcional al voltaje aplicado. La capa dieléctrica resultante es amorfa y no conduce la electricidad . [2]
Un electrolito se utiliza como cátodo en los condensadores electrolíticos . El electrolito en los condensadores de tantalio es dióxido de manganeso . [2]
El dieléctrico de un condensador electrolítico tiene un espesor pequeño y se encuentra en el rango de nanómetros por voltio, mientras que la rigidez dieléctrica de las capas de óxido es más fuerte. Por lo tanto, los capacitores de tantalio tienen una gran capacitancia volumétrica en comparación con otros tipos de capacitores. La superficie grabada del ánodo aumenta el área de contacto, como resultado de lo cual la capacitancia del capacitor aumenta 200 veces.
El volumen de un capacitor electrolítico está determinado por el producto de la capacitancia y el voltaje de operación.
La falla de los capacitores de tantalio puede causar calor e incendio. Puede ocurrir debido a subidas de tensión. El ánodo de tantalio entra en contacto con el cátodo de dióxido de manganeso , lo que provoca una reacción química. Para evitar fallas en los capacitores de tantalio, se utilizan circuitos a prueba de fallas. [una]
Tensión nominalLa tensión nominal es la tensión de CC máxima o la tensión de impulso pico que se puede aplicar continuamente a cualquier temperatura dentro del rango de temperatura nominal (IEC/EN 60384-1). [3] La clasificación de voltaje de los condensadores electrolíticos disminuye con el aumento de la temperatura. Reducir el voltaje a alta temperatura prolonga la vida útil del capacitor. Un voltaje más bajo tiene un efecto positivo en el capacitor electrolítico de tantalio, por lo que reducir el voltaje reduce la posibilidad de falla y mejora la confiabilidad del capacitor.
La tasa de fallas (confiabilidad) es una propiedad que muestra el desempeño de su función por parte de un componente en un cierto intervalo de tiempo. [3] Para los capacitores de tantalio, en general, la confiabilidad se especifica a 85 °C y voltaje nominal como condiciones de referencia y se expresa como el porcentaje de componentes fallados por mil horas (n% / 1000 h).
Los capacitores de tantalio son componentes confiables. La mejora continua en la tecnología de capacitores y tantalio ha llevado a una reducción significativa de las impurezas que son responsables de la mayoría de las fallas de cristalización. [3]
La vida útil de los condensadores de tantalio depende del electrolito utilizado :
Los condensadores de tantalio se utilizan como filtros de suministro de energía para computadoras y teléfonos móviles debido a su tamaño compacto y alta confiabilidad. Los condensadores de tantalio de la versión de especificación militar (MIL-SPEC), que proporcionan un rango de temperatura de funcionamiento más amplio, se utilizan en equipos militares. Son un reemplazo popular para los condensadores electrolíticos de aluminio, ya que no se secan ni pierden capacidad con el tiempo. Los condensadores de tantalio también se utilizan en equipos médicos y equipos de audio debido a su alta estabilidad. [una]